蜗杆传动40244

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1、机械设计第十章蜗杆传动WormGearing第十章蜗杆传动第一节蜗杆传动的主要类型特点1.传动比大：结构紧凑，动力传动i=7~80；2.传动平稳：连续的螺旋齿；逐渐进入啮合和退出，故冲击小、噪声低；3.可自锁：升角小于当量摩擦角时；4.传动效率低：滑动速度大，摩擦与磨损严重。但新型蜗杆的传动效率已可达90%以上。组成蜗杆传动用于传递空间交错轴间的运动和动力，常用的轴交错角为90°。主要由蜗杆和蜗轮组成。蜗杆相当于螺旋，有单头和多头、左旋和右旋之分。蜗轮则是变异的齿轮。分类蜗杆传动主要类型普通圆柱蜗杆传动：直母线刀刃加工而成圆弧齿圆柱蜗杆传动：凸圆弧刀刃加工而成锥蜗杆传动

2、环面蜗杆传动圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆传动阿基米德圆柱蜗杆传动（ZA型）法向直廓圆柱蜗杆传动（ZN型）渐开线圆柱蜗杆传动（ZI型）锥面包络圆柱蜗杆传动（ZK型）阿基米德圆柱蜗杆传动（ZA型）法向直廓圆柱蜗杆传动（ZN型）渐开线圆柱蜗杆传动（ZI型）蜗轮的加工蜗轮齿形随蜗杆类型和齿形的不同而异。蜗轮通常在滚齿机上用滚刀或飞刀加工。为保证蜗杆与蜗轮的正确啮合，蜗轮滚刀的齿形理论上要与相应的蜗杆齿形相同，加工中心距理论上也应和传动中心距相同。因此蜗轮滚刀齿形的精度直接影响传动质量。制造精度蜗杆传动的制造精度分12个等级，1级最高，12级最低。当v2≤10m/s时

3、，常用7级精度；当v2≤5m/s时，常用8级精度；低速传动时，常用9级精度。第十章蜗杆传动第二节普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算一、主要参数通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面称为中间平面。f11）模数m和压力角a阿基米德圆柱蜗杆传动正确啮合条件是：标准模数见表10-1。①在中间平面内②两轴线交错为90°时：，且旋向相同。标准模数m2）导程角g蜗杆导程角是指蜗杆分度圆柱螺旋线上任一点的切线与端平面间所夹的锐角g1注意的问题啮合效率与导程角的大小有关。导程角大时，效率高。要求高效率时，常取g=15°~30°；要求自锁的传动，通常取g=3.5°~4.5°。3）蜗杆分度

4、圆直径d1和直径系数q滚切蜗轮的刀具，直径与齿廓参数必须和相应的蜗杆相同。这就是说，即使m相同，直径不同的蜗杆也要求有直径不同的相应的蜗杆滚刀，这是很不经济的，也不合理。基于此，为减少滚刀数目，对蜗杆分度圆直径d1制定了标准系列（表10-1）。蜗杆分度圆直径d1标准系列蜗杆直径系数q假设当m一定时，q↗，d1↗，蜗杆刚度相应提高。另一方面，因当q↘，g↗，效率随之提高，因此在蜗杆刚度允许的前提下，应取小的q（d1）值。4）蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及传动比i蜗杆头数z1可取1~10（常用1、2、4）。蜗轮齿数z2=uz1。为避免根切和干涉，提高传动平稳性，一般z2min

5、≥28。讨论???注意的问题于是，蜗杆传动传动比：z1、d1、m之间已没有唯一的数学关系二、蜗杆传动的几何计算第十章蜗杆传动第三节蜗杆传动的滑动速度和效率相对滑动速度vs闭式蜗杆传动的总效率一般取当蜗杆主动时当量摩擦系数fv注意的问题因蜗杆导程角g随z1增多而加大，故为提高传动效率，可采用多头蜗杆；rv随vs增大而减小，rv减小，将使传动效率提高，故蜗杆传动宜用于高速级传动。其它问题初步设计蜗杆传动可近似估算传动效率。★说明蜗轮不能带动蜗杆，这种现象叫“自锁”。当蜗轮为主动时，啮合效率若g≤rv时，h1≤0。★第十章蜗杆传动第四节蜗杆传动的失效形式和材料选择一、失效形式

6、闭式传动中，主要失效形式是齿面胶合和点蚀；开式传动中，主要失效形式是齿面磨损。蜗杆传动的失效形式主要有：齿面点蚀、磨损、胶合和轮齿折断等。由于传动齿面上相对滑动速度大，发热量大，因而更容易发生胶合和磨损。蜗杆传动的承载能力往往受材料副抗胶合能力的限制。抗胶合能力好时，亦可能出现点蚀。二、材料选择1）蜗杆一般用钢制造。高速重载的蜗杆常用20Cr、20CrV等材料，并进行热处理。vs＞6m/s：选用锡青铜vs≤6m/s：选用无锡青铜vs≤2m/s：选用灰铸铁蜗轮2）蜗轮通常以齿面间的相对滑动速度的大小来选择材料。第十章蜗杆传动第五节蜗杆传动的受力分析及计算载荷一、受力分析蜗

7、杆传动受力分析与斜齿圆柱齿轮相似。假设作用力集中作用于一节点上且略去齿面摩擦力的作用。将作用在齿面节点上的法向力Fn仍分三个相互垂直的分力（方向如图所示）：圆周力Ft、径向力Fr、轴向力Fa，且力的计算公式力方向的确定Fr1Fr2Ft2Fa1Ft1Fa2n2练习力方向的判断讨论：蜗杆传动与斜齿轮传动结果：蜗杆传动与斜齿轮传动Fa1Fr1Ft1n1n2n2n3gb1b2b2Ft2Fr2Fa2二、计算载荷与齿轮传动一样，由于外部和内部原因，要引入载荷系数K，KFn即为计算载荷。工况系数KA意义与齿轮传动中的KA相似，从表10-5查取动载（荷）